Воображение и зеленая ориентация

Архитектура, строительство, сооружения на улицах наших городов и сел всегда были самой наглядной витриной современного состояния техники и техники. Что такое витрина XNUMX века?

Сегодня сложно говорить об одном доминирующем стиле или направлении. Возможно, такая очень общая черта стремление к дизайну в эко стиле, но понимается по-разному, и иногда то, что одни считают зелеными проектами, для других даже антиэко. Так что ясности нет даже в самом мощном архитектурном течении.

Об этом часто говорят. По данным Всемирного совета по экологическому строительству, энергия, необходимая для строительства и эксплуатации зданий, составляет почти 40 процентов от общего объема. глобальные выбросы углекислого газа больше, чем у всех автомобилей, самолетов и других транспортных средств в мире.

Если бы цементная промышленность была государством, она была бы третьим по величине источником выбросов CO.₂ вокруг Китая и США. Бетон, наиболее широко используемый искусственный материал, обладает поразительно высокой эмиссией: производство и использование кубического метра производит достаточно углекислого газа, чтобы заполнить весь дом на одну семью.

Зеленые дизайнеры все еще ищут решения, которые были бы более гармоничны с природной средой, чем традиционные методы, с минимально возможным выбросом и «связыванием» CO₂.

Дизайнерские домики из пробки или сушеных грибов. Появляется все больше и больше изобретений, заключающихся в улавливании углекислого газа и связывании его с другими материалами в виде например кирпичей, из которых они сделаны экодома. Тем не менее, кажется, что более реалистичным и убедительным вариантом является Cross Laminated Timber (CLT), тип промышленной фанеры, с толстыми слоями пиломатериалов, склеенными под прямым углом для повышения прочности.

Хотя CLT вырубает деревья, он использует небольшую часть углерода, выделяемого цементом, и может заменить сталь в малоэтажных и средних зданиях (а поскольку деревья поглощают CO₂ из атмосферы древесина может иметь положительный углеродный баланс). Недавно в Норвегии было построено самое высокое в мире здание CLT., это многофункциональный, жилой и гостиничный квартал. 85 м в высоту и 18 этажей, элегантно отделанный местной елью, он кажется настоящей альтернативой бетонным и стальным конструкциям. Вечноподъемным деревянным конструкциям и ЦЛТ мы посвятили обширный отчет, опубликованный в «МТ» год назад.

Зеленые шельфовые проекты

Смелые «зеленые» проекты и концепции, охотно публикуемые в СМИ, звучат порой весьма радикально и фантастично. На самом деле, прежде чем мы увидим биогорода будущего, будет построено все больше и больше зданий, похожих на новый кампус Apple в Калифорнии. Целых 80 процентов территория, окружающая круглую площадку, напоминающую транспортное средство НЛО, здесь превращена в парк.

Apple наняла университетских экспертов по деревьям для посадки уникальных видов этого района. Кампус был построен в гармонии с окружающей средой, в том числе с точки зрения высоты зданий. Все здания должны быть не выше четырех этажей. Хотя главное здание должно быть доминирующим по размеру, на самом деле оно не будет возвышаться над небоскребом. В кампусе есть резервный источник питания, который, по замыслу самого Стива Джобса, со временем станет основным источником, так как Apple намерена генерировать солнечную энергиюкоторый будет чище и дешевле, чем из сети и использовать последний как резервный вариант.

Весной 2015 года Google также представляет проект эко-полки с новым дизайном штаб-квартиры в Маунтин-Вью, Калифорния. Дизайн нового кампуса Google разработали два архитектора — Бьярке Ингельс и Томас Хизервик. Он включает в себя жилые офисные здания с прозрачными куполами, велосипедные дорожки, обширные зеленые насаждения и движущиеся дорожки. Без сомнения, проект Google также является ответом на Campus 2 от Apple.

Одиночных зданий определенно недостаточно для многих современных дизайнеров. Они хотят строить и перестраивать целые районы и города в зеленый цвет. Винсент Каллебаут, французский архитектор и градостроитель, продемонстрировал проект превращения Парижа в зеленый и «умный» город будущего.

Концепция, которую студия Callebaut называет «Умный город», заключается в объединении модной «зеленой» концепции с ультрасовременными технологическими решениями. План состоит в том, чтобы превратить светлый город в дружелюбный, гармонирующий с природой, но сохраняющий при этом свои исторические элементы.

Визуализации Винсента Каллебаута полны «зеленых зданий» с использованием технологий пассивной энергии, полной рециркуляции воды, зеленых стен и садов даже на самых высоких этажах. Стены зданий, выполненные из сотовых элементов, безусловно, отвечают за выработку энергии из солнечного света. Затем эта энергия в основном используется для производства биотоплива. Зеленые небоскребы они должны совмещать жилую и деловую функции, что должно сократить потребность в поездках на работу и освободить улицы от избыточного движения.

Стоит помнить, что зеленый образ мышления в архитектуре также всячески пропагандируется современными властями и установленными законами. например, во Франции с 2015 года действует закон о кровельных покрытиях. Отныне крыши вновь строящихся коммерческих объектов должны быть частично покрыты зеленью, иначе. Это должно помочь изолировать здание, что приведет к снижению затрат на отопление зимой и охлаждение летом, увеличению биоразнообразия, уменьшению проблем со стоком за счет удержания некоторого количества дождевой воды и борьбе с шумом. Франция — не первая страна, которая ввела политику «зеленых крыш». Такие шаги уже были предприняты в Канаде и ливанском Бейруте.

Архитекторы пытаются вернуть природу в города. Сочетание свойств живых организмов с нашей изобретательностью может стереть грань между естественным и искусственным. И наша жизнь изменится к лучшему. Пионеры ищут способы снести отгороженные нами стены и заменить их «живыми стенами», покрытыми землей и растительностью, и стеклянными конструкциями, наполненными водорослями. Таким образом, их можно было бы использовать для преобразования газов и получения энергии. Даже простейшие биологические системы могут поглощать дождевую воду, поддерживать жизнь в разнообразной форме, улавливать загрязняющие вещества и регулировать температуру воздуха.

Форма следует за окружающей средой

Радикальные экопроекты пока в основном курьезы. Реальностью современного строительства является упор на энергоэффективность возводимых строительных конструкций, чтобы они отвечали самым высоким требованиям как с точки зрения экономичности, так и эксплуатации. Речь идет о двойном «эко» — экологии и экономии. Энергоэффективные здания характеризуются компактным корпусом, в котором риск образования тепловых мостов и, следовательно, потерь тепла сведен к минимуму. Это важно в аспекте получения хороших наименьших параметров по отношению площади наружных перегородок, которые учитываются вместе с полом по грунту, к общему отапливаемому объему.

В мае 2019 года группа британских архитектурных бюро под названием «Architects Declare» опубликовала манифест, в котором наряду со скромными требованиями (минимизация строительного мусора, контроль энергопотребления) присутствуют более амбициозные предположения, такие как минимизация «жизни». цикл» — от количества СО₂ необходимо для производства бетона или шахтного камня для энергии сноса. Одно предложение, особенно спорное для отрасли, привыкшей избавляться от старых зданий и начинать все сначала, заключалось в том, что существующие конструкции должны быть изменены и модернизированы, а не снесены.

Однако, как отмечают многие, на самом деле нет единого мнения о том, что на самом деле означает «устойчивая» архитектура и строительство. Когда мы углубляемся в дискуссии на эту тему, мы неизбежно попадаем в лабиринт мнений и интерпретаций. Некоторые будут настаивать на том, чтобы вернуться к строительным материалам многовековой давности, таким как смесь земли и соломы, другие укажут на здания, такие как роскошный отель в Амстердаме, частично построенный из регенерированного бетона и с «интеллектуальным» фасадом, контролирующим внутреннюю температуру. как пример правильного пути.

Для некоторых устойчивое здание — это то, которое живет в гармонии с окружающей средой, используя местные материалы, дерево, раствор с песком, добытым поблизости, местный камень. Для других не существует эко-архитектуры без солнечных батарей и геотермального отопления. Эксперты задаются вопросом, должны ли устойчивые здания быть устойчивыми, чтобы максимизировать энергию, необходимую для их строительства, или они должны постепенно биоразлагаться, когда спрос на них исчезнет?

Пионером экодизайна в архитектуре и строительстве считается знаменитый архитектор Фрэнк Ллойд Райт, который в 60-е годы выступал за конструкции, возникающие и функционирующие в гармонии с окружающей средой, а материальным выражением этих устремлений стал знаменитый каскадная вилла, спроектированная в Пенсильвании. Однако только в XNUMX-х годах архитекторы стали больше думать о том, как проектировать в гармонии с природой, а не пытаться овладеть ею. Вместо модернистского принципа «форма следует за функцией» норвежский архитектор Кьетил Тредал Торсен предложил новый лозунг: «форма следует за окружающей средой».

В начале 90-х годов Вольфганг Файст, профессор Университета Инсбрука, создал концепцию «пассивного дома», пассивного дома, который в течение многих лет распространяется по европейскому континенту, хотя нельзя сказать, что он производился массово. Речь идет о том, чтобы сделать здания «пассивными», уменьшив их зависимость от «активных» энергоемких систем отопления и охлаждения и вместо этого лучше используя солнце, тепло тела жильцов и даже тепло, излучаемое бытовыми приборами. Прототип многоквартирного дома был построен в Дармштадте, Германия, в 1991 году. Файст и его семья были одними из первых жильцов.

В пассивных зданиях упор делается на идеальную изоляцию. Это тщательно разработанная термоупаковка, максимально герметичная, с внутренней температурой, регулируемой встроенными системами вентиляции воздуха и системами рекуперации тепла. Лучшие пассивные конструкции обеспечивают снижение средних счетов за отопление на 95%, значительное снижение выбросов. Более высокие затраты на строительство компенсируются более низкими эксплуатационными расходами.

Тем не менее, у многих экологически настроенных архитекторов есть серьезные сомнения относительно того, является ли пассивный дом проектом зеленого мышления. Если цель состоит в том, чтобы поддерживать форму с окружающей средой, зачем строить воздухонепроницаемое закрытое пространство с окнами с тройным остеклением, в которых открывающиеся окна, чтобы услышать пение птиц, нарушают поток энергии в здании? Кроме того, стандарты пассивной архитектуры имеют смысл в основном в климате, когда зимы довольно холодные, а лето иногда жаркое, например, в Центральной Европе, Скандинавии. Напротив, в Великобритании с морским умеренным климатом это имеет гораздо меньше смысла.

А если не только дома экономить энергию, но и, например, очистить воздух? Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде протестировали новый тип кровельной черепицы, которая, по их словам, может химически разрушить такое же количество вредных оксидов азота в атмосфере, какое выбрасывает в атмосферу средний автомобиль в течение года. Другой подсчет говорит о том, что один миллион крыш, покрытых такой черепицей, удаляет из воздуха 21 миллион тонн этих соединений в день.

Ключом к новой кровле является примесь диоксида титана. Они закачивали вредные соединения азота в «атмосферную камеру» и облучали плитки ультрафиолетовым излучением, которое активировало диоксид титана. В различных образцах химически активное покрытие удалялось от 87 до 97 процентов. вредные вещества. диоксид титана. Авторы изобретения в настоящее время рассматривают возможность «окрашивания» этим веществом всей поверхности зданий, включая стены и другие архитектурные элементы.

Несмотря на столкновение понятий о жилых домах, зеленая волна мировой редевелопмента хочет проникнуть дальше во все окрестности, ландшафт и окружающую среду. Сегодня он использует компьютеризированный экологический дизайн, т.е. CAED (). Используя практику PermaGIS (), вы можете проектировать и создавать самовосстанавливающиеся фермы, фермы, деревни, поселки и города.

Печать и подушечки

Меняется не только сфера дизайна, но и производительность. В марте 2017 года стало известно, что в Объединенных Арабских Эмиратах планируют построить первый в мире небоскреб, созданный с помощью технологии 3D-печати. О планах объявил Cazza Construction, стартап из Дубая.

«Использование технологии 3D-печати сократит затраты на строительство на 80 процентов, сэкономит до 70 процентов времени и сократит использование рабочей силы на 50 процентов», — сказал инженер Мунира Абдул Карим, местный директор Департамента реализации проектов развития инфраструктуры. Ранее власти Дубая объявили о планах современной стратегии 3D-печати, согласно которой к 2030 г. все здания в Дубае будут созданы с помощью 25D-печати.

Уже в марте 2016 года в Дубае было построено первое офисное здание, построенное по данной технологии. Его полезная площадь составляла 250 м.². Объект создан в сотрудничестве с китайской компанией Winsun, известной по первому дому 3D-печати. Осенью 2019 года в Дубае было возведено самое большое в мире здание, построенное с использованием технологии 3D-печати (1).

1. Самое большое в мире здание, возведенное с использованием технологии 3D-печати в Дубае.

Первые известные в мире жилые дома для нормального использования с использованием этой техники были построены примерно 5 годами ранее в Китае. Это сделала вышеупомянутая компания Winsun. В то время были построены двухэтажная вилла и многоэтажный жилой дом. Весь процесс строительства занял 17 дней и удался на славу. Для печати здания использовалась смесь бетона, пластика и гипса, армированного стекловолокном. Стоимость реализации оказалась в два раза ниже той цены, которую пришлось бы потратить на строительство аналогичного объекта по традиционным технологиям.

В марте 2017 года американская компания Apis Cor представила первый жилой дом, который был построен всего за 24 часа. Здание было построено в Ступине (Подмосковье). Элементы конструкции изготавливались не в производственном цехе. 3D-принтер напечатал их на строительной площадке. Сначала была создана полная конструкция стен. Затем принтер выехал из здания и напечатал крышу, которую установили рабочие. Комнаты не требовали штукатурки. Единственными конструктивными элементами, созданными вне строительной площадки, были двери и окна. Площадь дома, напечатанного Apis Cor, была невелика — всего 38 м.². Apis Cor сообщает, что общая стоимость строительства составила 10 3 долларов. Самые большие расходы были на покупку дверей и окон. Затем стала множиться информация о проектах, выполненных с использованием техники XNUMXD-печати.

К тому же печатают не только дома. В Нидерландах осенью установили первый в мире 3D-печатный бетонный велосипедный мост. Дизайн является результатом сотрудничества между Техническим университетом Эйндховена и строительной компанией BAM. Мост, а точнее пешеходный мост через реку Пельше-Луп в Гемерте, имеет длину 8 м и ширину 3,5 м. Пересечение было напечатано в виде сегментов длиной один метр, собранных на месте и помещенных между двумя опорами. Пешеходный мост также был напечатан в Испании.

Технология 3D-печатных домов, помимо быстрого темпа исполнения и низкой стоимости, предлагает множество неизвестных ранее возможностей. Напечатанные здания могут принимать любую форму, существенно отличающуюся от возводимых традиционными методами. Под вопросом только жизнеспособность и комфортность зданий для жильцов. Печатные дома появились всего несколько лет назад. Полноценных экспертиз технического состояния многолетних типографий еще никто не проводил.

Кроме того, развивается тенденция модульного строительства. Мечта о зданиях, будь то жилых или хозяйственных, легко строящихся из кирпичиков, таких как LEGO, не теряет своей популярности. Это больше не сборные элементы и «большая плита», которые, возможно, немного оттолкнули нас от этого типа техники. Появляется более творческий способ мышления, который подчеркивает возможность использования различных конфигураций строительных блоков.

Создание готовых модулей-блоков на промышленных предприятиях, в том числе с применением технологии 3D-печати, для использования в строительстве имеет вполне очевидные преимущества. Нет необходимости, например, собирать материалы на стройплощадке или надолго обеспечивать дороги для их перевозки. Заводы обычно располагаются вблизи транспортных узлов, терминалов, портов, что значительно облегчает транспортировку материалов и снижает затраты. Кроме того, на заводах, в отличие от строительных площадок, можно продолжать работу в круглосуточном режиме.

Модульное здание экономит время. На месте вам не нужно ждать завершения одного этапа, чтобы начать следующий. Различные элементы могут быть изготовлены в разных местах, затем доставлены и собраны в соответствии с планом и графиком. По данным Американского института модульного строительства, модульные проекты создаются на 30-50 процентов. быстрее, чем традиционные. Количество отходов в строительстве также значительно снижается, так как отходы на промышленных предприятиях могут быть переработаны. Производство «кирпичиков» на заводах — это еще и потенциально более высокое качество исполнения, т.к. производственные условия более благоприятны для этого, чем «рельеф» и большая безопасность сотрудников, т.к. цех легче контролировать и контролировать, чем пленэр строительная площадка.

Однако строительство из блоков предъявляет новые требования, например, к точности сборки. В этом типе проекта все электрические и гидравлические установки являются частью складных модулей. При сборке провода или каналы должны идеально совпадать, подключаться сразу, как бы «в один клик». Распространение таких методов также потребует новых уровней стандартизации.

Поэтому в этой методике начинает возрастать значение таких систем, как BIM (англ.) — моделирование информации о зданиях и сооружениях. Модель представляет собой записанное в цифровом виде представление физических и функциональных свойств строительного объекта. Для моделирования используется программное обеспечение автоматизированного проектирования. Модель создается с использованием трехмерных объектов, таких как стена, потолок, крыша, потолок, окно, дверь, которым присваиваются соответствующие параметры. Изменения элементов, составляющих модель, отражаются в трехмерном представлении модели, в списках геометрических и материальных данных.

Однако некоторые примеры из них ослабляют энтузиазм в отношении быстровозводимых зданий. Два с половиной этажа, свыше девяти метров в сутки — такими темпами, по громким объявлениям, должен был подниматься небоскреб Sky City в китайском городе Чанша. Высота здания составляла 838 метров, что на 10 метров больше, чем у нынешнего рекордсмена Дубая Бурдж-Халифа.

Такие темпы заявила компания Broad Sustainable Building, возводившая объект из сборных элементов, которые нужно будет лишь соединить между собой при доставке на строительную площадку. На одну лишь подготовку префабов ушло всего четыре месяца. Однако из-за опасений по поводу устойчивости конструкции работы были остановлены вскоре после возведения первых этажей в июле 2013 года.

Смешение стилей и идей

Помимо высотных зданий, о которых мы не раз писали в МТ, и оставляя в стороне описанные нами многочисленные зеленые проекты, в XNUMX веке создается еще очень много очень интересных архитектурных проектов. Ниже о некоторых избранных интересных конструкциях.

Например, во французском городке Уаньи был создан необыкновенный концертный зал Metaphone (2), который дизайнеры из бюро Herault Arnod Architectes задумали как самостоятельный музыкальный инструмент. Все элементы конструкции здания должны «гармонировать» в создании и усилении акустических эффектов.

Здание состоит из черного бетонного каркаса. Поверхности покрыты различными типами материалов, от стали или высококачественной стали Corten до стекла и дерева. Звук, генерируемый внутри зала, передается через конструктивные элементы в вестибюль здания и наружу. Здесь играет не только акустика. Вибрирующие стеновые панели соединены проводами и ведут к панели управления. Музыка, создаваемая Metaphone, также имеет электроакустический характер. Вы можете «играть» на этом огромном инструменте. Архитекторы привлекли музыканта Луи Дандрела для создания этой структуры. Крыша здания в значительной степени покрыта солнечными панелями. И даже они служат резонаторами.

Есть много других интересных и не всегда известных современных построек. Например, Linked Hybrid (3) — комплекс из восьми соединенных между собой жилых домов, построенных в период с 2003 по 2009 год в Пекине. Комплексы состоят из восьми соединенных между собой зданий с 664 квартирами. В переходах между зданиями, расположенных между двенадцатым и восемнадцатым этажами, находятся, в том числе, бассейн, фитнес-клуб, кафе и галерея. Комплекс имеет глубокие колодцы, обеспечивающие доступ к термальным источникам.

Еще одна необычная новая структура — Absolute World (4), состоящая из двух более чем пятидесятиэтажных небоскребов в Миссиссоге, пригороде Торонто. Угол поворота здания достигает 206 градусов. Хотя изначально проект планировался как одна башня, комнаты в первоначальном проекте были распроданы так быстро, что было запланировано второе здание. Сооружение также называют башнями Мэрилин Монро.

4. Абсолютный мир в Торонто

В мире довольно много интересных постмодернистских проектов, которые выпадают из ящиков. например, штаб-квартира BMW Welt в Германии, Город искусств и наук в Валенсии, спроектированный знаменитым Сантьяго Калатравой, Casa da Música в Порту или Эльбская филармония в Гамбурге. А Концертный зал Диснея (5), хотя и спроектированный Фрэнком Гери в двадцатом веке, был создан в двадцать первом, напоминая знаменитый музей Гуггенхайма в Бильбао.

5. Концертный зал Диснея — Лос-Анджелес

Характерно, что самые яркие алмазы архитектуры нашего времени в значительной степени созданы в Азии, а не в Европе или Америке. Оперный театр Захи Хадид в Гуанчжоу (6) и Национальный центр исполнительских искусств Паулы Андреу в Пекине (7) — лишь некоторые из многих замечательных примеров.

6. Оперный театр Гуанчжоу

7. Национальный центр исполнительских искусств — Пекин.

, концертные залы и музеи. Творцы в этой области создают целые комплексы и конструкции, не поддающиеся определению. К ним относятся впечатляющие сады у залива в Сингапуре (8) или зонтик Метрополь (9), построенный из березового дерева почти на 30 метров над центром Севильи.

8. Сады у залива — Сингапур

9. Метрополь Зонтик — Севилья

Архитекторы смешивают стили, а новые строительные технологии позволяют им делать гораздо больше, когда речь идет о создании твердых тел и соединений. Достаточно взглянуть на несколько проектов обычных современных домов (10, 11, 12, 13), чтобы увидеть, что вы можете себе позволить и увидеть в архитектуре сегодня.

10. Жилой дом XNUMX века I

11. Жилой дом XNUMX века II

12. Жилой дом XNUMX века III

13. Жилой дом XNUMX века IV